一种可提供稳定程序控制电源输出的电源供应器，该电源供应器主要包括有一整流／滤波电路、一变压器、一二次滤波电路及一直流输出端，其中该整流／滤波电路连接至一市电的交流电源，利用其电容及电感构成的全波整流电路，将交流电源整流及滤波，而获得一较稳定的直流电源，而该变压器连接至该整流／滤波电路，令其将整流及滤波后的直流电源降低电压值，经该二次滤波电路的二次滤波，由该直流输出端输出直流电；其特征在于： 所述电源供应器设有一箝制电路，该箝制电路与该变压器的二次侧相连接，使该箝制电路可将金属氧化半导体场效晶体管关断时在汲极承受产生的高压得以先行箝制以及释放因该变压器磁漏、电感产生与储存在该变压器的能量，使得金属氧化半导体场效晶体管承受的高电压降低，以增加金属氧化半导体场效晶体管的可靠度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为一种可提供稳定程序控制电源输出的电源供应器，尤指一种藉由将箝制电路(Clamping Circuit)与变压器二次侧相连接，使金属氧化半导体场效晶体管在关断(OFF)状态时，汲极端所承受的高压，可透过该箝制电路(Clamping Circuit)得以先行箝制，使得金属氧化半导体场效晶体管承受的高电压降低，以增加金属氧化半导体场效晶体管的可靠度。
技术介绍
一般待测物广泛使用交换式电源供应器(switching power supply)提供所需电源，在传统上提供待测物所需的电源供应器多是用线性式电源供应器。线性式电源供应器常用于可提供定电压或定电流的电源供应器中，并且能抵抗如低涟波噪声(Low ripple noise)、低电磁干扰(Low EMI)、具有良好调节特性与容易控制等多项优点。虽然线性式电源供应器已在市场上广为一般使用者所接受，但它仍有一些缺点，如功率损耗大与电源效率低。再者，由于电源供应器的体积庞大且效率不高，因此利用交换式技术(switching-mode technique)来制作电源供应器已成为必然的趋势，并以此提供电源密度和电源效率。请参阅图1所示，传统的交换式电源供应器，是利用回路的导通及截止反复变化时，将输入电压整流滤波后的直流电压做一定的频率切换，其结果再加以滤波，即可得到一固定的输出电压，而非随程序控制而变动的电压输出。一般而言，交换式电源供应器都是属于高频的电子装置，其工作频率目前大部份处于20KHz至200KHz之间。在系统电路中，其功率开关，如晶体管或金属氧化半导体场效晶体管(MOSFET)，会工作于饱和(Saturation)与截止(cut off)的特性区域中。而传统的线性式电源供应器通常使用工作在线性区域的晶体管，用它来做变阻器，以调节不稳定的输入电压。在这种型式的电路中，被动组件必须承受随负载而改变的电流，一旦输入电压发生变化或是负载突然增加，则被动组件所消耗的功率也随之变化或增加。因此，整个系统损失的功率也随之提高，引起效率下降。然而交换式电源供应器并非完全工作于线性区域的中，所以，即使输入电压范围变化甚广、负载变化甚大，仍可获得比线性式电源供应器更高的效率。再者，请参照图2所示，其为返驰式(Flyback)电源电路，由于它的变压器又兼作输出储能电感使用，且次级端仅需一个二极管D1，而C1主要系用来调整电源供应器的功率因子。再者，由PWM IC、三极管Q1、变压器T1组成的功率放大级Power stage，主要藉由PWM IC控制Q1电子开关的导通与否，再配合次级侧的二极管D1和电容C0，而得到直流电压的输出，只是因晶体管Q1导通时，变压器T1的初级侧会有初级电流流过，不过由于变压器T1的初级侧与二次侧的极性相反，使二极管D1会被逆向偏压，而无能量输出，进而无法经回授电路来控制PWM IC的开闭周期；更因电流皆储存在变压器T1中，造成变压器T1的损耗大。此外，该变压器的初级也可以连接有一箝制电路(Clamping Circuit)，以箝制经过电流的电压，但由于初级电流电压较高会造成效率较原来低外，更因箝制电路(Clamping Circuit)组件必须耐高压，所以成本较一般高。请参照图3所示，其为顺向式(Forward)电源电路，其与返驰式电路的主要差别在于功率放大级Power stage的次级侧部分，顺向式多用了一个肖特基二极管和电感，当Q1截止时，隔离变压器T1的绕组上的电压极性会反转，使得D2二极管变成逆向偏压而不导通，而D3二极管则处于导通状态，此时负载端的能量，则由L0和C0所储存的能量供给。因此在顺向式电路图中，L0和C0除了作为低通滤波器之外，亦为一储能组件。在组件的采用上和Flyback电路大同小异，然而，由于在晶体管Q2关断(OFF)时来自T1初级侧的反向电压会和C′上的输出电压相累积而成为两倍的输出电压，故Q1的耐压有高达800V以上，且该顺向式(Forward)电源电路虽可使流经变压器初级侧及次级侧的电流较小而使变压器的铜损小，但变压器增加第三绕组却导致增加成本。
技术实现思路
专利技术人有鉴于前述传统的线性式电源供应器，一旦输入电压发生变化或是负载突然增加，则被动组件所消耗的功率也随之变化或增加，造成整个系统损失的功率也随之提高，而效率则随之下降等缺点，乃依其从事电源供应器的制造经验和技术累积，针对上述缺失悉心研究各种解决的方法，在经过不断的研究、实验与改良后，终于开发设计出本专利技术所述的一种可提供稳定程序控制电源输出的电源供应器。本专利技术所述一种可提供稳定程序控制电源输出的电源供应器，主要包括有一整流/滤波电路、一变压器、一二次滤波电路及一直流输出端，其中该整流/滤波电路连接至一市电的交流(AC)电源，利用其电容及电感构成的全波整流电路，将AC电源整流及滤波，而获得一较稳定的直流电源，而该变压器连接至该整流/滤波电路，令其将整流及滤波后的直流电源降低电压值，经该二次滤波电路的二次滤波，由该直流输出端输出直流电。所述电源供应器设有一箝制电路，该箝制电路与该变压器的二次侧相连接，使该箝制电路(Clamping Circuit)可将金属氧化半导体场效晶体管关断时在汲极(Drain)承受产生的高压得以先行箝制及因该变压器磁漏、电感产生与储存在该变压器的能量释放，使得金属氧化半导体场效晶体管(MOSFET)承受的高电压降低，以增加金属氧化半导体场效晶体管(MOSFET)的可靠度。所述的箝制电路的能量释放方式，是在金属氧化半导体场效晶体管关断时，其一二极管由原先的逆向偏压变成顺向，而使得其能在超过逆向额定参考电压时，自身放电而将能量释放及消除，同时，其稳压二极管亦为逆向偏压，以免除变压器产生饱和。所述电源供应器的直流输出端与二次滤波电路之间设有一差动程序控制集成电路，使透过该差动程序控制集成电路的比对功能，将直流输出端的输出电压与一预先设定的电压/时间V(t)相比对，并将比对后的差异经由一光藕合器传送到一脉波宽度调节控制芯片，令该脉波宽度调节控制芯片依据此差异控制该整流/滤波电路、该变压器间的一金属氧化半导体场效晶体管(MOSFET)的波形负载周期，令调节流入该变压器初级侧的输入电源的电流大小，进而使该电源供应器的直流输出端能提供稳定程序控制电压的输出。所述电源供应器设有一分压电路，该分压电路与该电源供应器输入端的整流/滤波电路相连接，该分压电路并连接至脉波宽度调节控制芯片而受该脉波宽度调节控制芯片的OVRV所控制，该分压电路可将整流/滤波电路的AC电源电压传送至该脉波宽度调节控制芯片，使当OVRV的电压因AC电源过高而超过设定值时，OVRV可使金属氧化半导体场效晶体管关断，而使该电源供应器获得保护，避免遭受高电压的破坏。所述电源供应器设有一缓冲电路，该缓冲电路由电容、电阻所组成，该缓冲电路与该金属氧化半导体场效晶体管相连接，该缓冲电路可防止因变压器在金属氧化半导体场效晶体管关断时，因电压反向造成的脉冲电流；当金属氧化半导体场效晶体管关断时，将变压器初级侧所产生的高压脉冲经逆向偏压的一二极管，藉由一电阻将一电容充电抵消该脉冲电流；当金属氧化半导体场效晶体管开通时，该二极管呈顺向偏压且该电容进行放电，将脉冲电流能量消耗掉，以保全金本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚培智，
申请(专利权)人：元鸿电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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